La lumière est encore plus légère : nouvelle limite pour la masse du photon express
Les sursauts radio rapides sont de brillantes éruptions cosmiques qui, comme un coup de pistolet, donnent le départ d'une course d'ondes radio à travers l'Univers. Les astronomes les ont utilisés pour vérifier si le photon — la particule de lumière — possède une masse. Si c'était le cas, la vitesse de la lumière dépendrait de sa couleur : les rayons bleus, comme des coureurs plus lourds, seraient distancés par les rouges. Mais les observations montrent que tout retard s'explique entièrement par la résistance de l'hydrogène intergalactique — un gaz ténu qui ne fait que freiner légèrement les ondes.
Les scientifiques ont pris en compte différents scénarios d'expansion de l'univers, y compris l'influence de l'énergie noire, et ont établi une nouvelle limite de masse : le photon est plus léger que 5×10⁻⁵¹ kg. C'est des milliards de fois moins que la masse de la particule connue la plus légère. La précision est stupéfiante : la lumière bleue lointaine devancerait la rouge d'une seule seconde — et ce décalage infime aurait déjà été remarqué, mais il n'existe pas.
Ce résultat renforce les fondations de la physique posées par Albert Einstein : la lumière reste toujours le coureur le plus rapide et le plus léger.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2511.14163
The assumption that photons are massless is a foundational postulate of modern physics, yet it remains subject to experimental verification. Fast radio bursts (FRBs), with their cosmological distances and precisely measured dispersion, offer an excellent laboratory for testing this hypothesis. In this work, we propose an improved distribution function for the dispersion measure arising from extragalactic gas and demonstrate that it provides an excellent fit to mock data. We then apply this distribution to constrain the photon rest mass under the $$\Lambda$$CDM, $$w$$CDM, and $$w_{0}w_{a}$$CDM cosmological models, the last of which is favored by recent DESI baryon acoustic oscillation observations. The corresponding 1$$\sigma$$ upper limits on the photon mass are found to be $$4.83\times10^{-51}\,\mathrm{kg}$$, $$4.71\times10^{-51}\,\mathrm{kg}$$, and $$4.86\times10^{-51}\,\mathrm{kg}$$, respectively, which are the most stringent constraints derived from FRBs to date. These results indicate that the choice of cosmological model has only a minor impact on photon-mass bounds, demonstrate that FRBs provide robust and reliable constraints, and offer strong empirical support for the massless nature of the photon.
Si le photon avait une telle masse, sur la distance jusqu'à la galaxie d'Andromède, un rayon bleu arriverait avec un retard d'un billionième de seconde.